arch/x86/kernel/setup_32.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *
   4  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   5  *
   6  *  Memory region support
   7  *      David Parsons <orc@pell.chi.il.us>, July-August 1999
   8  *
   9  *  Added E820 sanitization routine (removes overlapping memory regions);
  10  *  Brian Moyle <bmoyle@mvista.com>, February 2001
  11  *
  12  * Moved CPU detection code to cpu/${cpu}.c
  13  *    Patrick Mochel <mochel@osdl.org>, March 2002
  14  *
  15  *  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
  16  *  Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
  17  *
  18  */
  19
  20 /*
  21  * This file handles the architecture-dependent parts of initialization
  22  */
  23
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/mmzone.h>
  27 #include <linux/screen_info.h>
  28 #include <linux/ioport.h>
  29 #include <linux/acpi.h>
  30 #include <linux/apm_bios.h>
  31 #include <linux/initrd.h>
  32 #include <linux/bootmem.h>
  33 #include <linux/seq_file.h>
  34 #include <linux/console.h>
  35 #include <linux/mca.h>
  36 #include <linux/root_dev.h>
  37 #include <linux/highmem.h>
  38 #include <linux/module.h>
  39 #include <linux/efi.h>
  40 #include <linux/init.h>
  41 #include <linux/edd.h>
  42 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  43 #include <linux/nodemask.h>
  44 #include <linux/kexec.h>
  45 #include <linux/dmi.h>
  46 #include <linux/pfn.h>
  47 #include <linux/pci.h>
  48 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  49 #include <linux/kvm_para.h>
  50
  51 #include <video/edid.h>
  52
  53 #include <asm/mtrr.h>
  54 #include <asm/apic.h>
  55 #include <asm/e820.h>
  56 #include <asm/mpspec.h>
  57 #include <asm/mmzone.h>
  58 #include <asm/setup.h>
  59 #include <asm/arch_hooks.h>
  60 #include <asm/sections.h>
  61 #include <asm/dmi.h>
  62 #include <asm/io_apic.h>
  63 #include <asm/ist.h>
  64 #include <asm/io.h>
  65 #include <asm/vmi.h>
  66 #include <setup_arch.h>
  67 #include <asm/bios_ebda.h>
  68 #include <asm/cacheflush.h>
  69 #include <asm/processor.h>
  70 #include <asm/efi.h>
  71 #include <asm/bugs.h>
  72
  73 /* This value is set up by the early boot code to point to the value
  74    immediately after the boot time page tables.  It contains a *physical*
  75    address, and must not be in the .bss segment! */
  76 unsigned long init_pg_tables_start __initdata = ~0UL;
  77 unsigned long init_pg_tables_end __initdata = ~0UL;
  78
  79 /*
  80  * Machine setup..
  81  */
  82 static struct resource data_resource = {
  83         .name   = "Kernel data",
  84         .start  = 0,
  85         .end    = 0,
  86         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
  87 };
  88
  89 static struct resource code_resource = {
  90         .name   = "Kernel code",
  91         .start  = 0,
  92         .end    = 0,
  93         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
  94 };
  95
  96 static struct resource bss_resource = {
  97         .name   = "Kernel bss",
  98         .start  = 0,
  99         .end    = 0,
 100         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
 101 };
 102
 103 static struct resource video_ram_resource = {
 104         .name   = "Video RAM area",
 105         .start  = 0xa0000,
 106         .end    = 0xbffff,
 107         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
 108 };
 109
 110 /* cpu data as detected by the assembly code in head.S */
 111 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data __cpuinitdata = { 0, 0, 0, 0, -1, 1, 0, 0, -1 };
 112 /* common cpu data for all cpus */
 113 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = { 0, 0, 0, 0, -1, 1, 0, 0, -1 };
 114 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 115
 116 unsigned int def_to_bigsmp;
 117
 118 #ifndef CONFIG_X86_PAE
 119 unsigned long mmu_cr4_features;
 120 #else
 121 unsigned long mmu_cr4_features = X86_CR4_PAE;
 122 #endif
 123
 124 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 125 unsigned int machine_id;
 126 unsigned int machine_submodel_id;
 127 unsigned int BIOS_revision;
 128
 129 /* Boot loader ID as an integer, for the benefit of proc_dointvec */
 130 int bootloader_type;
 131
 132 /*
 133  * Early DMI memory
 134  */
 135 int dmi_alloc_index;
 136 char dmi_alloc_data[DMI_MAX_DATA];
 137
 138 /*
 139  * Setup options
 140  */
 141 struct screen_info screen_info;
 142 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 143 struct apm_info apm_info;
 144 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 145 struct edid_info edid_info;
 146 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 147 struct ist_info ist_info;
 148 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 149         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 150 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 151 #endif
 152
 153 extern int root_mountflags;
 154
 155 unsigned long saved_video_mode;
 156
 157 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 158 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 159 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 160
 161 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 162
 163 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 164 struct edd edd;
 165 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 166 EXPORT_SYMBOL(edd);
 167 #endif
 168 /**
 169  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 170  *              from boot_params into a safe place.
 171  *
 172  */
 173 static inline void copy_edd(void)
 174 {
 175      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 176             sizeof(edd.mbr_signature));
 177      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 178      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 179      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 180 }
 181 #else
 182 static inline void copy_edd(void)
 183 {
 184 }
 185 #endif
 186
 187 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 188
 189 static bool do_relocate_initrd = false;
 190
 191 void __init reserve_initrd(void)
 192 {
 193         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 194         u64 ramdisk_size  = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 195         u64 ramdisk_end   = ramdisk_image + ramdisk_size;
 196         u64 end_of_lowmem = max_low_pfn << PAGE_SHIFT;
 197         u64 ramdisk_here;
 198
 199         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 200             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 201                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 202
 203         initrd_start = 0;
 204
 205         if (ramdisk_size >= end_of_lowmem/2) {
 206                 free_early(ramdisk_image, ramdisk_end);
 207                 printk(KERN_ERR "initrd too large to handle, "
 208                        "disabling initrd\n");
 209                 return;
 210         }
 211
 212         printk(KERN_INFO "old RAMDISK: %08llx - %08llx\n", ramdisk_image,
 213                         ramdisk_end);
 214
 215
 216         if (ramdisk_end <= end_of_lowmem) {
 217                 /* All in lowmem, easy case */
 218                 /*
 219                  * don't need to reserve again, already reserved early
 220                  * in i386_start_kernel
 221                  */
 222                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 223                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 224                 return;
 225         }
 226
 227         /* We need to move the initrd down into lowmem */
 228         ramdisk_here = find_e820_area(min_low_pfn<<PAGE_SHIFT,
 229                                  end_of_lowmem, ramdisk_size,
 230                                  PAGE_SIZE);
 231
 232         if (ramdisk_here == -1ULL)
 233                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 234                          ramdisk_size);
 235
 236         /* Note: this includes all the lowmem currently occupied by
 237            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 238         reserve_early(ramdisk_here, ramdisk_here + ramdisk_size,
 239                          "NEW RAMDISK");
 240         initrd_start = ramdisk_here + PAGE_OFFSET;
 241         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 242         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: %08llx - %08llx\n",
 243                          ramdisk_here, ramdisk_here + ramdisk_size);
 244
 245         do_relocate_initrd = true;
 246 }
 247
 248 #define MAX_MAP_CHUNK   (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT)
 249
 250 static void __init post_reserve_initrd(void)
 251 {
 252         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 253         u64 ramdisk_size  = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 254         u64 end_of_lowmem = max_low_pfn << PAGE_SHIFT;
 255         u64 ramdisk_here;
 256         unsigned long slop, clen, mapaddr;
 257         char *p, *q;
 258
 259         if (!do_relocate_initrd)
 260                 return;
 261
 262         ramdisk_here = initrd_start - PAGE_OFFSET;
 263
 264         q = (char *)initrd_start;
 265
 266         /* Copy any lowmem portion of the initrd */
 267         if (ramdisk_image < end_of_lowmem) {
 268                 clen = end_of_lowmem - ramdisk_image;
 269                 p = (char *)__va(ramdisk_image);
 270                 memcpy(q, p, clen);
 271                 q += clen;
 272                 /* need to free these low pages...*/
 273                 printk(KERN_INFO "Freeing old partial RAMDISK %08llx-%08llx\n",
 274                          ramdisk_image, ramdisk_image + clen - 1);
 275                 free_bootmem(ramdisk_image, clen);
 276                 ramdisk_image += clen;
 277                 ramdisk_size  -= clen;
 278         }
 279
 280         /* Copy the highmem portion of the initrd */
 281         while (ramdisk_size) {
 282                 slop = ramdisk_image & ~PAGE_MASK;
 283                 clen = ramdisk_size;
 284                 if (clen > MAX_MAP_CHUNK-slop)
 285                         clen = MAX_MAP_CHUNK-slop;
 286                 mapaddr = ramdisk_image & PAGE_MASK;
 287                 p = early_ioremap(mapaddr, clen+slop);
 288                 memcpy(q, p+slop, clen);
 289                 early_iounmap(p, clen+slop);
 290                 q += clen;
 291                 ramdisk_image += clen;
 292                 ramdisk_size  -= clen;
 293         }
 294         /* high pages is not converted by early_res_to_bootmem */
 295         ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 296         ramdisk_size  = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 297         printk(KERN_INFO "Copied RAMDISK from %016llx - %016llx to %08llx - %08llx\n",
 298                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 299                 ramdisk_here, ramdisk_here + ramdisk_size - 1);
 300
 301         /* need to free that, otherwise init highmem will reserve it again */
 302         free_early(ramdisk_image, ramdisk_image+ramdisk_size);
 303 }
 304 #else
 305 void __init reserve_initrd(void)
 306 {
 307 }
 308 static void __init post_reserve_initrd(void)
 309 {
 310 }
 311 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 312
 313 /*
 314  * The node 0 pgdat is initialized before all of these because
 315  * it's needed for bootmem.  node>0 pgdats have their virtual
 316  * space allocated before the pagetables are in place to access
 317  * them, so they can't be cleared then.
 318  *
 319  * This should all compile down to nothing when NUMA is off.
 320  */
 321 static void __init remapped_pgdat_init(void)
 322 {
 323         int nid;
 324
 325         for_each_online_node(nid) {
 326                 if (nid != 0)
 327                         memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(struct pglist_data));
 328         }
 329 }
 330
 331 #ifdef CONFIG_MCA
 332 static void set_mca_bus(int x)
 333 {
 334         MCA_bus = x;
 335 }
 336 #else
 337 static void set_mca_bus(int x) { }
 338 #endif
 339
 340 /*
 341  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 342  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 343  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 344  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 345  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 346  */
 347 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 348 {
 349         unsigned long max_low_pfn;
 350
 351         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 352         pre_setup_arch_hook();
 353         early_cpu_init();
 354         early_ioremap_init();
 355         reserve_setup_data();
 356
 357 #ifdef CONFIG_EFI
 358         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 359                      "EL32", 4)) {
 360                 efi_enabled = 1;
 361                 efi_reserve_early();
 362         }
 363 #endif
 364
 365         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 366         screen_info = boot_params.screen_info;
 367         edid_info = boot_params.edid_info;
 368         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 369         ist_info = boot_params.ist_info;
 370         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 371         if( boot_params.sys_desc_table.length != 0 ) {
 372                 set_mca_bus(boot_params.sys_desc_table.table[3] & 0x2);
 373                 machine_id = boot_params.sys_desc_table.table[0];
 374                 machine_submodel_id = boot_params.sys_desc_table.table[1];
 375                 BIOS_revision = boot_params.sys_desc_table.table[2];
 376         }
 377         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 378
 379 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 380         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 381         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 382         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 383 #endif
 384         ARCH_SETUP
 385
 386         setup_memory_map();
 387
 388         copy_edd();
 389
 390         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 391                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 392         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 393         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 394         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 395         init_mm.brk = init_pg_tables_end + PAGE_OFFSET;
 396
 397         code_resource.start = virt_to_phys(_text);
 398         code_resource.end = virt_to_phys(_etext)-1;
 399         data_resource.start = virt_to_phys(_etext);
 400         data_resource.end = virt_to_phys(_edata)-1;
 401         bss_resource.start = virt_to_phys(&__bss_start);
 402         bss_resource.end = virt_to_phys(&__bss_stop)-1;
 403
 404         parse_setup_data();
 405
 406         parse_early_param();
 407
 408         if (acpi_mps_check()){
 409                 enable_local_apic = -1;
 410                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_APIC);
 411         }
 412
 413         finish_e820_parsing();
 414
 415         probe_roms();
 416
 417         /* after parse_early_param, so could debug it */
 418         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
 419         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
 420         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
 421
 422         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 423         *cmdline_p = command_line;
 424
 425         if (efi_enabled)
 426                 efi_init();
 427
 428         if (ppro_with_ram_bug()) {
 429                 e820_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,
 430                                   E820_RESERVED);
 431                 sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 432                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
 433                 e820_print_map("bad_ppro");
 434         }
 435
 436         e820_register_active_regions(0, 0, -1UL);
 437         /*
 438          * partially used pages are not usable - thus
 439          * we are rounding upwards:
 440          */
 441         max_pfn = e820_end_of_ram();
 442
 443         /* preallocate 4k for mptable mpc */
 444         early_reserve_e820_mpc_new();
 445         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
 446         mtrr_bp_init();
 447         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn)) {
 448                 remove_all_active_ranges();
 449                 e820_register_active_regions(0, 0, -1UL);
 450                 max_pfn = e820_end_of_ram();
 451         }
 452
 453         dmi_scan_machine();
 454
 455         io_delay_init();
 456
 457         /*
 458          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
 459          */
 460         acpi_boot_table_init();
 461
 462 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 463         /*
 464          * Parse SRAT to discover nodes.
 465          */
 466         acpi_numa_init();
 467 #endif
 468
 469         max_low_pfn = initmem_init(0, max_pfn);
 470
 471 #ifdef CONFIG_ACPI_SLEEP
 472         /*
 473          * Reserve low memory region for sleep support.
 474          */
 475         acpi_reserve_bootmem();
 476 #endif
 477 #ifdef CONFIG_X86_FIND_SMP_CONFIG
 478         /*
 479          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
 480          */
 481         find_smp_config();
 482 #endif
 483         reserve_crashkernel();
 484
 485         reserve_ibft_region();
 486
 487 #ifdef CONFIG_KVM_CLOCK
 488         kvmclock_init();
 489 #endif
 490
 491 #ifdef CONFIG_VMI
 492         /*
 493          * Must be after max_low_pfn is determined, and before kernel
 494          * pagetables are setup.
 495          */
 496         vmi_init();
 497 #endif
 498         kvm_guest_init();
 499
 500         /*
 501          * NOTE: before this point _nobody_ is allowed to allocate
 502          * any memory using the bootmem allocator.  Although the
 503          * allocator is now initialised only the first 8Mb of the kernel
 504          * virtual address space has been mapped.  All allocations before
 505          * paging_init() has completed must use the alloc_bootmem_low_pages()
 506          * variant (which allocates DMA'able memory) and care must be taken
 507          * not to exceed the 8Mb limit.
 508          */
 509
 510         paging_init();
 511
 512         /*
 513          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
 514          */
 515
 516 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
 517         if (init_ohci1394_dma_early)
 518                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
 519 #endif
 520
 521         /*
 522          * NOTE: at this point the bootmem allocator is fully available.
 523          */
 524
 525         post_reserve_initrd();
 526
 527         remapped_pgdat_init();
 528         sparse_init();
 529         zone_sizes_init();
 530
 531         paravirt_post_allocator_init();
 532
 533 #ifdef CONFIG_X86_GENERICARCH
 534         generic_apic_probe();
 535 #endif
 536
 537         early_quirks();
 538
 539         acpi_boot_init();
 540
 541 #if defined(CONFIG_X86_MPPARSE) || defined(CONFIG_X86_VISWS)
 542         if (smp_found_config)
 543                 get_smp_config();
 544 #endif
 545 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_X86_PC)
 546         if (def_to_bigsmp)
 547                 printk(KERN_WARNING "More than 8 CPUs detected and "
 548                         "CONFIG_X86_PC cannot handle it.\nUse "
 549                         "CONFIG_X86_GENERICARCH or CONFIG_X86_BIGSMP.\n");
 550 #endif
 551
 552         e820_reserve_resources();
 553         e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
 554
 555         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
 556         reserve_standard_io_resources();
 557
 558         e820_setup_gap();
 559
 560 #ifdef CONFIG_VT
 561 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
 562         if (!efi_enabled || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
 563                 conswitchp = &vga_con;
 564 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
 565         conswitchp = &dummy_con;
 566 #endif
 567 #endif
 568 }
 569